神舟十八着陆瞬间底部冒火光,为什么美国飞船没有

初六睡不醒社会 2024-11-07 02:50:06

当航天员完成太空任务准备回到地球时,他们最担心不是外星人入侵,也不是太空垃圾撞的,而是如何安全着陆这最后一步看着简单,但实际上是载人航天任务中最棘手、最复杂的技术难题之一。

今天我们就来聊聊这个话题,以神舟十八号和星际客机为例,揭秘不同载人航天器重返地球背后的技术博弈。

航天员

神舟十八号与星际客机的对比

2023年两个国家各自派出的载人航天器,分别完成了自己的空间站任务,一个是中国的“神舟十八号”,另一个是美国的“星际客机”,它们的目标不同命运也截然不同。

4月25日神舟十八号顺利发射,开始了一段为期六个多月的太空之旅,它肩负着中国空间站建造和运营的重任,三名航天员在轨期间进行了大量的科学实验和技术验证。

航天员

10月30日神舟十九号成功发射,这也意味着神舟十八号任务圆满结束,11月4日凌晨神舟十八号顺利完成在轨交接安全返回地球,降落在东风着陆场整个任务流程堪称教科书级别,高效、稳定、可靠,再次展现了中国航天技术的成熟和实力。

飞船着落

与神舟十八号的顺利返航形成鲜明对比的是,波音公司的星际客机首次载人飞行任务却遭遇了一系列的意外,6月5日两名美国宇航员乘坐星际客机前往国际空间站,原本打算在太空待几天6月14日回地球,但计划赶不上变化。

星际客机

星际客机在飞行中遇到了氦气泄漏和推进器故障,导致返航时间不断延后,最终NASA不得不宣布无限期推迟返航计划,直到9月7日星际客机才以空载的方式返回地球,降落在新墨西哥州的白沙太空港地区。

那两名美国宇航员得等到明年2月才能坐SpaceX的载人飞船回来,他们的太空旅行不得不延长了几个月。

神舟十八号

神舟十八号的任务目标是为中国空间站的建设和运营添砖加瓦,它圆满完成了既定任务,体现了中国航天工程的系统性和严谨性,而星际客机的目标则是验证其载人飞行技术以及与国际空间站的对接能力。

虽然最终实现了与国际空间站的对接,但返航过程中的技术故障暴露了其系统设计的缺陷,给美国载人航天项目蒙上了一层阴影。

飞船降落

载人航天器返航技术的对比

载人航天器返回地球的过程,堪称一场与死神赛跑的生死时速,在绕地球飞行时飞船的速度接近每秒7.9公里,这差不多是第一宇宙速度。

而安全着陆的速度则需要接近于零,如何在短时间内将速度骤降,同时保证航天员的安全是摆在所有航天工程师面前的难题。

飞船返回地球时首先要从空间站离开,然后轨道舱、服务舱和返回舱会依次分开,推进舱点火减速让飞船降低高度,接着返回舱和推进舱分开,返回舱自己进入大气层。

飞船降落

在返回地球时由于高速摩擦,返回舱外部的温度会迅速升高,最高能超过1000摄氏度,穿越高温区域后,返回舱会慢慢减速,当返回舱到达一定高度时就会打开降落伞帮助减速。

最后在接近地面时不同的飞船会采用不同的缓冲技术,最终实现安全着陆,神舟飞船采用了独特的反推发动机技术来进行最后阶段的减速,当返回舱离地面大约1米时,底部的4台反推发动机同时启动产生向上的推力,把下降速度减慢到1-2米每秒。

图源于网络

这一技术需要极高的精度和可靠性,4台发动机必须在10毫秒内同时点火,并在200毫秒内保持推力精准一致,任何一个环节出现差错都可能导致着陆失败。

正是由于反推发动机产生的巨大推力,才会在着陆瞬间出现“火光四溅、烟尘滚滚”的壮观景象,这种“硬核”的着陆方式,确保了返回舱能够在陆地着陆场安全着陆,也体现了中国航天技术的精湛和实力。

飞船降落

美国的星际客机和载人龙飞船用的缓冲技术跟神舟飞船不一样,星际客机在返回舱底部装了多个气囊,这些气囊能在着陆时起到缓冲作用减轻冲击力,这种方式虽然不如反推发动机那么精确,但也能够有效地保护航天员的安全。

而载人飞船则更为“简单粗暴”直接降落在大海中,利用海水来进行缓冲,这种方式的优点是成本低、操作简单,但缺点是回收过程比较复杂而且对海况有一定的要求。

星际客机

几种不同的缓冲方式,体现了不同国家在载人航天技术上的不同思路和侧重点,神舟飞船的反推发动机技术,追求的是精准控制和安全可靠,即使在复杂的地形条件下也能确保安全着陆。

星际客机的气囊技术则更注重简便高效和适应性,能够在不同的着陆场环境下使用,而载人飞船的海上降落方式则更加注重成本效益,牺牲了一定的回收效率来换取更低的制造成本。

飞船降落

值得一提的是神舟飞船的反推发动机技术并非简单的“点火放气”,它需要克服一系列的技术难题,例如如何在极短的时间内精确控制四台发动机的同步点火,以及如何设计小型化、轻量化的发动机等等。

图源于网络

这些技术的进步不仅让神舟飞船更安全,也为中国航天的未来打下了坚实的基础,反观星际客机,虽然采用了看起来更简单的气囊缓冲技术,但在实际应用中却暴露出了一些问题,此外气囊的耐用性和可靠性也需要经过严格的测试和验证,以确保其在各种极端条件下都能正常工作。

飞船降落

未来展望

随着人类不断深入太空探索,对载人航天器的要求也越来越高,目前各国都在积极探索新的载人航天技术,例如可重复使用的航天飞机以及更加先进的热防护材料等等,这些技术的突破将极大地降低载人航天的成本,提高太空探索的效率。

中国在载人航天方面也取得了非常不错的成绩,除了神舟系列载人飞船,中国还在研发新一代的货运航天飞机名叫昊龙。

昊龙货运航天飞机

昊龙货运航天飞机的设计采用了大翼展和高升阻比的技术,可以重复使用,发射时需要用运载火箭送入太空,回来时则像普通飞机一样在机场跑道上水平着陆,这种设计不仅可以降低货运成本还可以提高货运效率,为中国空间站的长期运营提供有力保障。

昊龙货运航天飞机的问世,意味着中国载人航天技术又上了一个新台阶,它不仅可以为空间站运送物资,还可以进行太空实验、卫星部署等任务。

飞船降落

载人航天是一项充满挑战和机遇的事业,它不仅考验着一个国家的科技实力,也体现着一个民族的勇气和梦想,中国的载人航天成就不仅让中国人感到自豪,也推动了世界航天技术的发展,未来中国航天会继续努力,探索更遥远的宇宙为人类文明的发展做出更大的贡献。

信源:

神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆 飞行任务取得圆满成功=央广网2024-11-04 09:45

神舟飞船返回小课堂五问解答!太空科普=2023-11-10 11:55北京来源:澎湃新闻

航天员称仿佛坐在炼丹炉里回到地球 极端考验下的归来=2024-11-04 08:41:09中 华 网

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